多叶准直器学位论文

随着社会的进步,工业的发展,我国机械制造业得到了巨大的发展。下文是我为大家整理的关于机械设计方面毕业论文例文参考的内容，欢迎大家阅读参考!

浅析大型机械驾驶室减振设计

摘要：本文概述了工程机械减振技术的发展概况，并以大型机械的驾驶室减振设计为背景，探讨了发动机悬置设计的基本原则，并对发动机减振的布置的力学特性进行分析，最后提出了以驾驶室模态试验为基础来检验现有类型的驾驶室的结构弱点检验和构件加强的方法。

关键词：机械 驾驶室 减振设计

1、概述

工程机械在水利工程、道路施工、矿山等场合得到大量的使用，其性能的可靠性直接影响到工程建设的正常开展。这类机械的设计时通常采用静态设计，设计理念上更多的是考虑机械的强度、耐久性等和机械的工作性质直接相关因素。但从实际使用情况来看，国产的大型工程机械普遍存在着施工过程中振动过大的问题，这将间接影响设备的抗疲劳特性和操作人员的舒适性和操作的稳定性。

由于工程机械的工作环境恶劣，车体结构的振动问题更加明显，直接影响到驾驶员的舒适性和驾驶的安全性。因此对于大型工程机械而言，控制车体振动尤其是驾驶室的振动，寻求有效的减震设计方法，对于提高驾驶员的舒适度和车体驾驶室构件的疲劳寿命都是有重要意义的。大型工程机械的振动控制问题是个非常复杂的问题，本文将这一问题缩小到驾驶室的减振设计上，主要通过发动机悬置位置的优化设计，以及基于模态分析和被动隔振理论来降低驾驶室的振动效应。

早期的汽车发动机减振方法是利用硫化橡胶，但硫化橡胶在耐油和耐高温方面表现不够理想。20世纪40年代设计出了液压悬置装置来降低发动机的振幅，并取得了较好的使用效果。但液压悬置减振装置在高频激励下会出现动态硬化的问题，已经逐渐不适应汽车发动机减振的要求。

上述几类减振方式都属于被动减振技术，在此基础上，随着发动机减振技术的进步，半主动减振技术开始应用到发动机减振中，这类减振技术的代表作是半主动控制式液压悬置装置，这类减振技术的应用最为广泛。尽管后来又出现了由被动减振器、激振器等所构成的主动减振技术，这一技术能够较好的实现降噪性能，但结构非常复杂，在恶劣工作环境下的工程车辆较少使用。

在工程车辆驾驶室的舒适度设计方面，主要所依据的是动态舒适性理论，用以评价驾驶人员在驾驶室振动的条件下对主观舒适程度。从驾驶员所承受的振动来源来看，主要是受发动机的周期性振动和来自于路面的随机激励。其传递机理较为复杂，跟发动机、驾驶室、座椅等的减振都有关系。因此为便于分析，本文中只针对驾驶室的减振问题展开研究。

2、大型工程机械驾驶室的减振设计

如前文所述，驾驶室的振源激励主要来自于路面和发动机及其传动机构。来自于路面的振源激励具有很大的随机性，要进行理论分析非常困难。加之在需要使用大型工程机械的场合机械的运动速度一般都较慢，随之产生的路面激振频率较低。因此相比之下，大型机械的发动机在运行时一直都处在高速运转状态，由此产生的激振频率很高，也更容易导致构件的疲劳损坏，实践证明发动机及其附件的疲劳损坏主要是由发动机周期激振力产生的交变应力引起的。从物理背景来看，工程机械的驾驶室所受到的振动激励主要来从车架传递到台架，驾驶室的振动行为属于被动响应。为了便于分析，将驾驶室的隔振系统进行简化，以单自由度弹簧阻尼系统来对驾驶室受到振动激励过程进行分析。

发动机的悬置设计

发动机在工作过程中的振动原因主要是不平衡力和力矩，这类振动不仅会引起车架的的振动，也会形成较强烈的噪声，不仅会影响到构件的使用寿命也会影响驾驶员的舒适度。要缓解发动机振动所造成的负面影响，采用悬置的设计方式是比较有效的途径，其实现方式是在动力总成和车架之间加入弹性支承元件。悬置设计方式的理论基础是发动机解耦理论，通过解除发动机六个自由度解耦，改变发动机的支撑位置，从而实现发动机自由度间振动耦合的解除。

此外，需要配合使用解除耦合后的各自由度方向的刚度与相应的阻尼系数，但应注意在解耦之后振动最强的自由度方向的共振控制，可应用主动隔振理论来确定减震器的刚度和阻尼系数。采用合适的刚度和阻尼系数的目的在于控制发动机悬置系统的减振区域。

具体到悬置设计的细节方面，主要是确定发动机支撑的数目和相应的布置位置。在考虑发动机动力总成悬置系统的支撑数目时，考虑的因素包括承重量和激振力两大类。在设计时通常都会依据车辆类型的不同选择三点或者四点支撑方式。对于大型机械而言，在实践中一般都会采用四点支撑的方式，本文中作为算例的发动机属于某型重型挖掘机的发动机。因此采用经典的四点支撑。其支撑位置选择在飞轮端和风扇端，上述两个位置分别设置两个对称的支撑点，采用支撑对称的目的在于后期解耦方便。从布置的方式上看，主要有平置、汇聚和斜置三种典型布置方式，具体采用哪种方式取决于发动机周围附属配件的布局方式以及车架所能提供的空间有关。本文中不重点讨论减振支撑的布置方式，因此仍然采用平置式的减振布置方式。

悬置系统的动力学分析

为减少研究成本，在支撑的材料上选用橡胶减振器。由前节所述，由于采用的是四个平置式的橡胶减震器，因此可以在进行力学分析时将其简化为三个互相垂直的弹簧阻尼系统，从而可以构建一个发动机主动隔振的力学模型。

驾驶室模态试验

在上述基本力学分析的基础上，进一步采用驾驶室模态试验的方法来检验整个驾驶室的减振效果，其目的在于掌握驾驶室的动态特性和找出驾驶室结构上的薄弱部位，同时以试验为基础还可以调整驾驶室减震器的系数匹配，减小驾驶室的整体振动响应。在试验时以快速傅里叶变换为以及，测量激振力和振动响应之间的关系，从而得到二者之间的传递函数，而模态分析的目的是通过实现来实现传递函数的曲线拟合和确定结构的模态参数。本试验中采用LMS模态测试分析软件，驾驶室所受的激振用力锤激振器来模拟。

在试验时用力锤敲击驾驶室从而制造出1-200HZ脉冲信号。通过记录下在不同激振频率下驾驶室结构的反应来确定驾驶室各个构件的强度，以及应该避免的激振频率。在得到这些基础数据后可为后续的驾驶室减振设计的选择悬置系统的减振区域的临界值，使得驾驶室所有构件的固有频率都能够位于减振器的减振区域内，从而起到抑制驾驶室结构的振动响应。

参考文献

[1]司爱国.轮式装载机行驶稳定系统开发与研究[D].北京：北京科技大学硕士学位论文.

[2]王敏.轻卡动力总成悬置系统的隔振性能[D].合肥：合肥工业大学硕士学位论文.

浅谈机械的可靠性设计

【摘要】本文主要叙述机械可靠性设计的一些基本内容，在此基础上进一步的分析了机械可靠性的优化设计，以及重点的分析了机械可靠性设计的稳健设计，希望能够对我国的机械可靠性设计发展有所帮助。

【关键词】机械可靠性设计;发展沿革;优化设计;稳健设计

引言：20世纪40年代的时候出现了可靠性设计思想，这种思想主要是将安全度作为主题所研究的可靠性理论，这项技术出现后在理论学术界以及实际工程界都有了很大的关注度，相关的理论以及方式也是不断的出现。比如：M onte C arlo 模拟法 、矩方法和以矩方法为基础的可靠性理论、响应面法、支持向量机法 、最大熵方法、随机有限元法和非概率分析方法等这些理论设计到了静强设计、疲劳强度设计、有限寿命设计的各个方面，对于结构系统、机构系统、震动系统等有这可靠性的研究。

1.机械可靠性设计的概述

在产品质量中可靠性是其最为主要的指标以及最重要的技术指标，工程界对于这一点也是越来越重视。在产品的设计、研制、装配、调试等各个环节中可靠性都有着一定的关联性，所以说在概率统计理论的基础上要加大其的推广认识，这样对于原本传统的相关问题能够很好的解决点，同时将产品质量提升上去而且使得产品成本有所降低。经过多年的发展，可靠性技术的不断发展，使得机械可靠性以及设计方式出现了很好的种类，但是就具体的实质来说，大致的分为数学模型法以及物流原因方式两种。

数学模型法就是通过某种实验数据所得概率统计为基础，逐渐的划分为两点，第一点为时间范畴中所涉及的量是可靠性质的，也是就是说因为依据某种规律在时间变动下，疲劳寿命以及耗损失都是在一定的范围之内的;第二种为，将某种偶然因素所发生结果所表现的可靠性，主要是因为不定期所出现的偶然因素所波动的，都是通过概率可靠性对于随机事件计算的，也会发展为两个方面：第一种是对模型法或者相关扩展方式，这样的方式主要是对于产品实效原因产生与产品上应力大于产品本身的强度，所以说应力概率是低于可靠度强度的，第二种为随即过程中或者是随机场不超出规定水准的概率。

2.可靠性优化设计

可靠性优化设计的基本理论

无论是什么样的机械产品，在最开始的方案构建到后期的生产制造实施，都是需要经过一个设计过程的，但是现在计算不断发展，新的知识、新的材料、新的手工艺、新的会计不断的出现，使得机械产品日益在完善，这就是所谓的知识成就了技术、技术成就了产品时间。使得研究的时间越来越短，但是结构确实越来越复杂，这样的情况下顾客对于产品功能、性能、质量、或者是相关服务都有着很大的要求。

这样的趋势下，对于设计整个过程要加大进度，设计周期要缩短。同时需要注意的是，对于设计是不是能够完善来说，产品的力学性能或者是使用价值、制造成本都是有着一定行的影响的，但是对于产品企业的工作质量或者是仅仅效果也是有着相对影响的，所以说，如何将设计质量提升上去，设计理论怎么发展下去，设计技术怎么做到更好，设计过程怎么才能加快嫉妒，都是现在机械设计中所研究的重要问题。

60年代的时候是机械优化设计发展最为迅速的时候，将数学规划以及计算机技术这两种结合在一起。所谓的数学规划理念在现在已经是不断的成熟起来，计算机技术也是高速的发展和广泛的使用中，在工程设计中为最普遍使用优化设计提供相关理论以及方式。

国家能源以及相关资源的是否被合理使用都受到了产品最佳、最可靠性的问题影响，通过使用最佳或者是最可靠性设计能够得到小体积、轻质量、节能材料的产品，同时这样产品有着一定的可靠性，机械产品所进行优化设计的主要目标就是根据一定的预期点或者是安全需要，通过一种最优化的形式将产品展示处理，在进行设计的同时需要将各种载荷随机性考虑到位，同时不能忽略的是结构参数的随机性，这两点对于产品都有着一定性能的影响。

所谓的可靠性优化设计是指质量、成本、可靠度这三方面的，将产品的总体可靠度进行一定的性能约束优化，将所出现的问题合理安全性的相结合，这样也是在结构布局或者是产品质量有保证情况，使得产品有了最大化的可靠度。

近年来可靠性优化设计发展

最近的30年内，机械设计领域中，因为科技的融入使得现代化设计方式以及相关的科学方式不断的出现，在可靠性设计或者是优化设计方面一定有着很高的水准，但是就单方面来说，无论是可靠性设计或者是优化设计，都不能很好的将其所具备的巨大潜力展示出来。一点是因为可靠性设计和优化设计是不相同的，在机械产品经过可靠性设计之后，不能将其工作性能或者是参数达到最为优秀的一点，还有一点是因为优化设计所包含的不是可靠性设计，机械产品要是在不可靠性情况下所进行的优化设计，不能保证产品在一定的条件下或者是时间内，能够将所规定的功能很好的完成，有的时候也许会出现一定的事故，这样直接都有着经济损失。

除此之外，因为机械产品有着很多的设计参数，要是对于多个设计参数进行确定的时候，单纯的可靠性设计就不是这样有地位了，所以在进行可靠性优化设计研究的前提下，要将机械产品可靠性要求先保证，同时保证所运行的环境是最佳的工作性能以及参数，将可靠性或者是优化性设计很好的结合在一起，然后在发展研究设计，才能得出最为优秀的设计方式。

关于可靠性的稳健设计

产品质量是企业赢得用户的关键因素 。任何一种产品，它的总体质量一般可分为用户质量if't-部质量)和技术质量(内部质量)。前者是指用户所能感受到、见到、触到或听到的体现产品优劣的一些质量特性 ;后者是指产品在优良的设计和制造质量下达到理想功能 的稳健性。稳健设计作为一种低成本和高质量的设计思想和方法，对产 品性能、质量和成本综合考虑，选择出最佳设计，不仅可以提高产品的质量，而且可以降低成本。在机械产 品设计中，正确地应用稳健设计的理论与方法可以使产品在制造和使用中，或是在规定的寿命期 问内当设计因素发生微小变化时都能保证产品质量的稳定 。

结束语：总而言之，对于机械的可靠性设计而言，设计人员应该根据实际，做出最优的设计，只有这样的设计才能将可靠性或者是优化设计巨大潜力发挥出来，将两点所具有的优势已近特长全部发挥出来，才能达到产品最佳以及最可靠点，这样的设计有着最为先进和最实用的设计特点，才能最好的达到预定的目标，和保证在设计中的机械产品的质量以及经济效益。

【参考文献】

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从多叶准直器问世直到现在，多叶准直的结构设计就一直在改进、完善。为适应各种不同的功能和用途，世界各国先后推出多种结构形式的多叶准直器。纵观其历史发展，多叶准直器主要是围绕着提高适形度、减小透射半影、降低漏射、适应动态与动态楔形板等高级功能展开的。例如叶片对数由少到多、叶片宽度由大到小；最大照射野按需要向大和小两端发展；聚焦方式由无聚焦到单聚焦或双聚焦；相邻叶片之间由平面接触到凹凸插合；对侧叶片由不过中线到过中线且行程由小到大等。再加上独立驱动机构硬件的快速开发，使得MLC系统功能大增，逐渐向满足临床应用要求、降低造价、便于加工、操作简便、高可靠、低故障的方向迅速发展。叶片的宽度直接决定了多叶准直器所组成的不规则野与计划靶体积（PTV）形状的几何适合度（适形度）；叶片越薄，适形度越好，但加工也较困难，驱动电机等机构越多且复杂，造价相应提高，因此必须在适形度和造价之间作合理的折中选择。叶片的高度必须能将原射线和辐射强度削弱到点5%以下，即至少需4。5个半值厚度。由于需保持叶片间低阻力的相对动态移动，叶片间常有一些漏射线，会降低叶片对原射线的屏蔽效果，叶片高度需适当加厚，一般不少于5cm厚的钨合金。如果将漏射线剂量降到2%以下，通常需的钨合金厚度。

MLC（Multi-Level Cell多层单元）简介要解释MLC的话，必然要提到SLC。MLC和SLC属于两种不同类型的NAND FLASH存储器，可以用来作为MP3播放器、移动存储盘等产品的存储介质。SLC全称是Single-Level Cell，即单层单元闪存，而MLC全称则是Multi-Level Cell，即为多层单元闪存。它们之间的区别，在于SLC每一个单元，只能存储一位数据，MLC每一个单元可以存储两位数据，MLC的数据密度要比SLC 大一倍。从名次解释上来看，当然MLC密度要大，自然有其优势，成本上来说，MLC也具有很大的优势。据了解，不少芯片厂商开始从SLC制程转向MLC制程，06年8月，三星正式从SLC转向MLC，06年10月份，三星已经开始大批量的生产MLC闪存芯片。三星采用的芯片编号为K9G开头 K9L开头的芯片为MLC芯片，而现代采用编号为：HYUU开头 HYUV开头芯片也是MLC芯片。特点SLC的特点是成本高、容量小、速度快，而MLC的特点是容量大成本低，但是速度慢。MLC的每个单元是2bit的，相对SLC来说整整多了一倍。不过，由于每个MLC存储单元中存放的资料较多，结构相对复杂，出错的几率会增加，必须进行错误修正，这个动作导致其性能大幅落后于结构简单的SLC闪存。此外，SLC闪存的优点是复写次数高达100000次，比MLC闪存高10倍。此外，为了保证MLC的寿命，控制芯片都校验和智能磨损平衡技术算法，使得每个存储单元的写入次数可以平均分摊，达到100万小时故障间隔时间(MTBF)。缺点不过尽管MLC有其自身的优势，但是也掩饰不了其缺点。1、读写效能较差相比SLC闪存，MLC的读写效能要差，SLC闪存约可以反复读写10万次左右，而MLC则大约只能读写1万次左右，甚至有部分产品只能达到5000次左右。2、读写速度较慢在相同条件下，MLC的读写速度要比SLC芯片慢，MLC芯片速度大约只有2M左右。3、能耗较高在相同使用条件下，MLC能耗比SLC高，要多15%左右的电流消耗。这些原因，很大程度上是取决于MLC制式改变，需要新的控制芯片支持，而部分MP3、闪存盘等产品仍然延续老式的设计，MLC就会带来各种问题，包括数据丢失、传输速度慢等缺陷。06年大批量SD卡被招回的风波，就是因为转用MLC芯片，没有新的主控芯片支持惹的祸，造成了很大的影响。现状随着三星、东芝的MLC闪存芯片开始量产，MLC芯片应用也越来约广泛，由于全新的MLC芯片在存储密度等方面加大，对主控芯片的要求也越来越高。读写频繁的数码播放器和闪存盘等数码设备也加重了MLC闪存的出错几率，对于视频和音频这样的应用来说，必需具备控制芯片和ECC校验机制，目前有的主控芯片通过纯软件校验，这样，无形当中加重了主控芯片的负担。也有部分主控通过硬件的4bitECC校验和软件校验相结合，从而减轻了主控负担，但是这只是在一定程度上减少出错的几率，MLC的芯片写入次数限制和传输速度等缺点是无法克服的。MLC在架构上取胜SLC，很多厂商都MLC做了很多的优化和开发，未来可能将是一个主流方向，技术还不是很成熟。而成本上来说，MLC要便宜SLC芯片，所以不少厂商在原有架构上选用了MLC芯片，但却没有增加控制芯片或者ECC校验，使得不少问题则由此而生，使得不少行业人士也惊呼MLC为“黑芯”。所以大家在选购MP3、闪存盘等数码产品的时候，不能一味的只看价格，而需要更多层面的去考虑。MLC技术开始升温应该说是从2003年2月东芝推出了第一款MLC架构NAND Flash开始，当时作为NAND Flash的主导企业三星电子对此架构很是不屑，依旧我行我素大力推行SLC架构。第二年也就是2004年4月东芝接续推出了采用MLC技术的4Gbit和8Gbit NAND Flash，显然这对于本来就以容量见长的NAND闪存更是如虎添翼。三星电子长期以来一直倡导SLC架构，声称SLC优于MLC，但该公司于2004和2005年发表的关于MLC技术的ISSCC论文却初步显示它的看法发生了转变。三星在其网站上仍未提供关于MLC闪存的任何营销材料，但此时却已经开发出了一款4Gbit的MLC NAND闪存。该产品的裸片面积是156mm2，比东芝的90nm工艺MLC NAND闪存大了18mm2。两家主流NAND闪存厂商在MLC架构上的竞争就从这时开始正式打响了。除了这三星和东芝这两家外，拥有了英特尔MLC技术的IM科技公司更是在工艺和MLC上都希望超越竞争对手，大有后来者居上的冲劲。MLC技术的竞争就这样如火如荼地进行。 MLC，Multiple Lines Centre。北京地铁在组织ACC（票务清分中心）和各条LC（线路中心）之间增加了一个特殊的线路共用中心，称为MLC。MLC的功能和作用如下：假设某地区有一个轨道交通票务清分中心ACC，和 n 条轨道交通线路LC。这些 n 条线路由 m 个不同的轨道交通运营商各自管理，其中 m < n。为了简化清分模型，避免同一运营商内部多条线路的清分与其他运营商线路清分产生的误差被放大，现由各个运营商各自成立自己所辖多条线路构成的一个小ACC，然后以运营商名义再接入大ACC。这种情况下ACC面对的是不同的运营商，不再面对具体的线路，减轻了清分负担，降低了清分误差。 多叶准直器（Multi-leaf Collimator）是用来产生适形辐射野的机械运动部件，俗称多叶光栅、多叶光阑等等，广泛应用于医学领域。概念英文名字：multi-leaf collimator （简称MLC）2000年，IEC60976标准对IEC976、IEC977都进行了修正，主要就是增加了有关多叶准直器的内容。类型按照多叶准直器运动方式，多叶准直器有手动及电动两类，后者的功用远大于前者，是主要的形式；手动多叶准直器是通过手动驱动每个叶片，达达到到调整辐射野轮廓的目的；电动多叶准直器是通过计算机控制多个微型电机独立驱动每个叶片单独运动，达到射野动态或静态成形的目的。多叶准直器通常还需与辐射头的次级准直器配合使用，因此按照多叶准直器的安装方式分，有外置式与内置式两种。因为对于大部分不同形状和大小的靶区，一般只有少部分叶片处于有效射野的范围之内，而其余的那些处于有效射野范围之外的叶片应该是左右成对地合在一起，以防射线泄漏。但是，为避免成对叶片相对碰撞引起机械损伤等故障，通常留有少许间隙。这样，就必须对加速器常规治疗准直器规定一个相对有效射野的最小外接矩形野，使之既可屏蔽有效射野外各对未完全闭合叶片端面间歇的漏射线，又能遮挡相邻叶片之间微小外接矩形野，并将相应的控制数据传输给对应的控制系统，从而实现最小矩形野和MLC有效射野的自动设置及跟随。适形野外成对叶片间无漏射者则无需如此。结构特点从多叶准直器问世直到现在，多叶准直的结构设计就一直在改进、完善。为适应各种不同的功能和用途，世界各国先后推出多种结构形式的多叶准直器。纵观其历史发展，多叶准直器主要是围绕着提高适形度、减小透射半影、降低漏射、适应动态与动态楔形板等高级功能展开的。例如叶片对数由少到多、叶片宽度由大到小；最大照射野按需要向大和小两端发展；聚焦方式由无聚焦到单聚焦或双聚焦；相邻叶片之间由平面接触到凹凸插合；对侧叶片由不过中线到过中线且行程由小到大等。再加上独立驱动机构硬件的快速开发，使得MLC系统功能大增，逐渐向满足临床应用要求、降低造价、便于加工、操作简便、高可靠、低故障的方向迅速发展。叶片的宽度直接决定了多叶准直器所组成的不规则野与计划靶体积（PTV）形状的几何适合度（适形度）；叶片越薄，适形度越好，但加工也较困难，驱动电机等机构越多且复杂，造价相应提高，因此必须在适形度和造价之间作合理的折中选择。叶片的高度必须能将原射线和辐射强度削弱到点5%以下，即至少需4。5个半值厚度。由于需保持叶片间低阻力的相对动态移动，叶片间常有一些漏射线，会降低叶片对原射线的屏蔽效果，叶片高度需适当加厚，一般不少于5cm厚的钨合金。如果将漏射线剂量降到2%以下，通常需的钨合金厚度。叶片纵截面的设计需考虑两个因素：A． 要保证相邻叶片间和相对叶片合拢时的漏射剂量最小，这就决定了叶片的侧面多采用凹凸槽相互镶嵌的结构。凹凸槽的位置可加工在叶片高度的中部，但由于这种结构要求加工精度高、技术难度大，使用中有时发现个别叶片因运动阻力大而发生故障，所以后来不少厂家生产的叶片采用了台阶式结构。B． 叶片的底面和顶面必须在与运动方向垂直的平面内会聚到X射线靶的位置，这就决定了叶片的横截面应是梯形结构，即底面的宽度应大于顶面的宽度，使得任何一个叶片都与从源（靶）辐射出且通过此面的射线平行。加工使所有叶片都在以辐射源为圆心，以辐射源到叶片底面距离为半径的圆周上运动，就可构成无穿射半影的双聚焦结构。为了减少叶片端面对射野半影的影响，叶片端面的设计尤其重要。通常有两种设计类型；弧形端面和直立端面。采用弧形设计后，在叶片沿垂直于射线中心轴方向运动的任何位置，都能使原射线与端面相切。采用弧形端面可能使射野的半影增大，而且半影的大小会随叶片离开射束中心轴的位置而变化，但如果合理地选择端面的曲率半径，可在叶片的全部直线运动行程中，使射线与端面的切弦长度近似保持不变，这样就可使射野半影基本上不随叶片位置变化而保持常数。采用直立端面设计时，叶片可有两种运动方式：A． 叶片沿以X射线源（靶）为中心的圆弧形轨迹运动。这时无论处于任何位置，其端面总是与原射线相切。B． 如果叶片沿垂直于射束中心轴方向的直线轨迹运动，则叶片在达到指定位置后必须自转一个小角度，以便使其直立端面与原射线的扩散度相切。由于叶片多，这种转角设计在技术上有一定的难度。（1） 无聚焦结构早期的MLC主要是用于头部和病体小病变的微型MLC，大都是无聚焦的叶片平移结构。这种叶片上下左右等厚，叶片全部采用平移运动，叶片上下所组成的射野大小和形状相同，不能消除穿射半影。对小野，因射线束的张角很小，影响不大；但对大野，会造成临床不能接受的较大半影。（2） 单聚焦结构这种结构使所有叶片都在以辐射源为圆心，以辐射源到叶片底面距离为半径的圆周上运动，使叶片的端面始终与射线束平行，消除了叶片运动方向上的穿射半影。但在垂直于叶片运动的方向上，因叶片上下等宽度，所以还是有穿射半影。1996年以前生产的用于体部的大型MLC（40cm×40cm为最大射野）大都是这种单聚焦结构。（3） 双聚焦结构对于安装在无聚焦二级准直器治疗机上的MLC，有必要采取双聚焦结构。双聚焦结构是将单聚焦结构的MLC的每一个叶片在宽度方向加工成非等宽的发散状，端面呈现梯形上小下大，每个端面的向上延长线都应相交于放射源点。换言之，必须使每个叶片的双侧面和端面在任何位置都始终与其相邻的射线束平行。这种结构装在任何治疗机上都能消除穿射半影。当然，消除半影的聚焦设计与MLC的安装高度有关，还要考虑电路连接、配重、结构空间、驱动控制等多种因素。由于加速器机头的结构复杂，设计要求高，对已在用加速器机头的改造会产生多种困难，所以，除中小型附加外挂式MLC之外，多叶准直器的双聚焦和叶片结构国内外的大型MLC大都是由加速器厂家配套生产的。（4） 防漏射结构临床应用要求每个叶片独立运动灵活，磨擦力小，相邻叶片之间不能挤靠太紧，但贴得太松又容易引起射线泄露。为解决这一矛盾，可将每个叶片加工成一面带凹槽，另一面带凸榫，使相邻两片之间以槽榫凹凸迭合，利用射线只能直线传播的特点获得很好的防漏射效果。这种槽榫凹凸结合既不必太紧，也不必太深。有的公司的MLC由40对钨合金组成，叶片厚度，在等中心平面上的投影宽度为，相邻叶片的槽榫凹凸重叠厚度在等中心平面投影只有，所以相邻叶片的投影中心距离为。其漏射率可确保小于2%。（5） 过中线设计随着MLC用途的进一步开发，动态非线性楔形野、动态调强及逆向设计为各种不同形状和复杂剂量分布射野的高级应用技术越来越多，常常要求成对的叶片从最远的一端一前一后以不同的变速度同向运动到另一端。因此，叶片运动的过中线行程是实现高性能适形强照射法的必要条件，并成为衡量现代MLC功能强弱的重要指标之一，要求叶片的过中线行程应尽可能大，一般不应小于12cm。控制要点为使每个叶片随时分别到达准确的位置，各生产厂家采用了不同的叶片控制方式，但都必须包括三项内容：A． 叶片位置的监测包括使用机械限位开关监测叶片的开关状态，光学摄像系统，线性编码器等。B． 叶片控制逻辑包括控制叶片的开关状态、叶片位置、叶片运动速度和剂量补偿等。C． 叶片运动到位机构采用数字方式或模拟方式控制叶片的到位。（1） 叶片位置的监测为确保叶片安全、可靠地到位，必须定时监测叶片的位置。对于开关式准直器，是使用机械限位开关来监测叶片的开关（ON、OFF）状态，另一种较常用的方法是用高精度的线性电位器作为线性编码器，它具有很好的线性度和精度，但因为接线太多、占据空间较大，一旦电位器出现问题，在结构紧凑的MLC中较难查找故障，必须用高可靠、高质量的电位器；还有一种监测方法是用光学摄像法：它是在加速器治疗头内的原射野灯光系统中增设一个分光镜，把MLC上端面反射回来的光线经分光镜反射到MLC的位置接收器。较常用的接收器是CCD摄像机，它将视频信号转换成数字信号后，送给MLC控制器中的图像处理器，即可监MLC的叶片位置。这种光学摄像系统的优点是：可实时显示MLC的叶片位置、接线少、空间分辨率高、位置线性度好。但CCD摄像机不耐辐射，需经常更换。（2） 叶片位置的控制叶片位置的确定和控制到位是实现MLC功能的先决条件。叶片位置应与它拟形成的射野的边界相一致。线性编码电位器或光学摄像系统所记录或显示的叶片位置应相当于灯光野的大小，也必须是实际射线野的大小。对直立端面的双聚焦型MLC，因其端面总是与射线扩散相平行，所以其射击野的校对方式与常规方法相同，但对弧形端面的MLC叶片，因为灯光指示的是端面切点的位置而不是原射线强度被削弱50%的位置，致使情况变得复杂。好在计算和实践业已证明：在使用的射野范围内，灯光野和射线野之间的最大差别不超过1mm。在有的MLC上，采用缩短光源到等到中心距离1cm（SAD=99cm）的措施，将灯光野的指示范围稍加扩大，即可使之与射线野符合，但这时下叶准直器的灯光野会比射线野略大。为解决之，在下叶准直器的上端面附加一对薄铝片消光器，是两者相符。以上方法解决了等中心层面灯光和射线野的不符合问题，但对非标称源皮距的照射还是会有误差，因此在有的设计中，是将射线野大小与MLC叶片的对应位置都列成表格存入MLC控制微机中，只要指导处方射野的大小，就可得到叶片应运动到的位置。叶片运动控制逻辑中还可根据治疗需要（如是否调强）来控制叶片运动的速度、相对叶片和相邻叶片之间的碰撞问题等。（3） 叶片驱动机构对于开关型MLC，通常采用活塞气动式控制，可使叶片快速进入开、闭状态；对于非开关型的标准MLC，一般都采用微型电机驱动，并通过丝杠将电机的旋转运动变成叶片的直线运动。叶片的运动速度可设计在大约范围，常用的速度是1-2cm/s（4） 叶片位置的校对叶片位置的校对是保证叶片精确到位的重要措施。它是把来自CCD摄像机的像素信号或来自线性电位器的电压信号与叶片的位置进行一对一的校对，并定期重复进行。各公司生产的MLC自校对系统也各不相同，有的MLC系统中，是预置一与MLC运动方向垂直的窄长的红外线束。当驱动MLC时，叶片就自动跨越它，叶片截取红外线的宽度后与叶片位置的编码信息进行比较，按预先列出的几何关系计算公式定标后存入MLC控制计算机的相应表格中；有的MLC是在治疗头内预置了4个固定参考反射器，构成一个固定的参考射野框架，校对时只需要用胶片对一组预置缺省射野进行照射，用胶片法进行MLC射野的刻度。（5） 治疗准直器或后备准直器的自动跟随治疗或后备准直器的自动跟随是为了屏蔽相对叶片和相邻叶片之间的泄漏射线。除用后备准直器跟随外，有的采用标准的加速器治疗准直器进行跟随。跟随准直器的位置应由相应MLC叶片的当前位置的编码信号进行控制。用途多叶准直器开发的主要目的是实现适形放疗。但由于其机械结构方面的优良性能和计算机自动化控制下精确运动的灵活多样性，使其具备了多种潜在功能。最简单的例子是取代常规实心挡块。事实上，在放射治疗中。特别是有些大野、部分术后放疗等，只需要少数加挡块的固定野。例如，大面积斗篷野、锄形野、面颈联合野、品字野、表浅肿瘤的电子线单向固定野、规范放疗中的对穿野和三野交角照射等。这种静止固定野照射，对挡块没有动态控制的要求，用手动MLC和具有精确的位置控制功能的MLC都可容易地完成。无论是经模拟定位获得的定位胶片或是体表标志射野，只要按比例描出射野的形状和等中心点（或坐标原点），用数字化仪或扫描仪输入与MLC配合使用的三维治疗计划系统，该系统很快就可用编辑好的数据文件去驱动MLC的各个叶片，形成所需要的适形挡块野形状。